西馬克X-Pact控制系統(tǒng)在不銹鋼軋鋼廠的應(yīng)用

邵書(shū)東 亓海燕 楊 成 欒義平

(山東泰山鋼鐵集團(tuán)有限公司)

西馬克X-Pact控制系統(tǒng)在不銹鋼軋鋼廠的應(yīng)用

邵書(shū)東 亓海燕 楊 成 欒義平

(山東泰山鋼鐵集團(tuán)有限公司)

不銹鋼爐卷軋機(jī)升級(jí)改造工程全部采用德國(guó)西馬克自動(dòng)化控制系統(tǒng)，并用世界領(lǐng)先的數(shù)字模擬技術(shù)控制板型，降低了成本，提高了質(zhì)量，增強(qiáng)了產(chǎn)品核心競(jìng)爭(zhēng)力。本文詳細(xì)介紹了德國(guó)西馬克X-Pact控制系統(tǒng)在不銹鋼軋鋼廠的應(yīng)用，并描述了不銹鋼軋鋼廠X-Pact控制系統(tǒng)的配置結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)的控制原理。

X-Pact控制系統(tǒng) 爐卷軋機(jī) 不銹鋼

0 前言

不銹鋼軋鋼廠于2013年對(duì)原有的不銹鋼爐卷軋機(jī)生產(chǎn)線進(jìn)行了技術(shù)升級(jí)改造，改造后產(chǎn)能由原來(lái)的80萬(wàn)t提高到180萬(wàn)t。技改項(xiàng)目在原基礎(chǔ)上增加三架精軋機(jī)如圖1所示，1個(gè)卷取機(jī)，1座加熱爐，1套加強(qiáng)型層流冷卻系統(tǒng)，新上4套磨床，實(shí)現(xiàn)在線磨削，用于提高產(chǎn)量和質(zhì)量。新工藝對(duì)主要控制設(shè)備自動(dòng)控制提出了嚴(yán)格的要求，在自動(dòng)化控制設(shè)備中采用德國(guó)西馬克公司提供的X-Pact控制系統(tǒng)，包括2臺(tái)PDA分析儀。整套系統(tǒng)是為了達(dá)到不銹鋼軋鋼廠的數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)控制等各方面的需求，提高不銹鋼鋼帶的產(chǎn)量、質(zhì)量，提高成材率，合格率。

圖1 爐卷+三連軋生產(chǎn)線

1 X-Pact控制系統(tǒng)的硬件組成部分

1.1 X-Pact控制系統(tǒng)

X-Pact控制系統(tǒng)包括了自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理等多方面的內(nèi)容，能從很多方面實(shí)現(xiàn)軋鋼自動(dòng)化操作，同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、動(dòng)態(tài)顯示、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、記錄信號(hào)、故障報(bào)警等各類操作。軋線區(qū)，在PLC室安放了RM、R1，F(xiàn)M、S1、F1、F2、F3主控制柜，每個(gè)控制柜包含一個(gè)X-Pact控制器，在現(xiàn)場(chǎng)安放了8個(gè)遠(yuǎn)程柜，分別是入口遠(yuǎn)程柜，出口遠(yuǎn)程柜，冷卻水遠(yuǎn)程柜，F(xiàn)0推床遠(yuǎn)程柜，S1遠(yuǎn)程柜，F(xiàn)1遠(yuǎn)程柜，F(xiàn)2遠(yuǎn)程柜，F(xiàn)3遠(yuǎn)程柜，卷取區(qū)，在3號(hào)電氣室安放了DCM、DC1、DC2主控制柜，每個(gè)控制柜包含一個(gè)X-Pact控制器，在現(xiàn)場(chǎng)安放了3個(gè)遠(yuǎn)程柜，分別是1號(hào)遠(yuǎn)程柜，2號(hào)遠(yuǎn)程柜，3號(hào)遠(yuǎn)程柜，在2CS、3CS、4CS操作室都安裝了操作面板及操作手柄，在中心機(jī)房安放了服務(wù)器1臺(tái)，備份機(jī)1臺(tái)，開(kāi)發(fā)機(jī)3臺(tái)，PDA分析電腦2臺(tái)，精軋區(qū)X-pact DP網(wǎng)絡(luò)圖如圖2所示：

圖2 精軋區(qū)X-pact DP網(wǎng)絡(luò)圖

1.2 控制操作的相關(guān)技術(shù)

使用X-Pact控制系統(tǒng)進(jìn)行不銹鋼軋鋼的根本目的是為了提高不銹鋼鋼帶的產(chǎn)量、質(zhì)量，提高成材率，系統(tǒng)設(shè)計(jì)共涉及到了計(jì)算機(jī)、控制、通訊、顯示技術(shù)等4大技術(shù)內(nèi)容。本系統(tǒng)結(jié)合了先進(jìn)的DCS分散型控制系統(tǒng)。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)選擇了光纖環(huán)網(wǎng)為基礎(chǔ)的工業(yè)局域網(wǎng)技術(shù)，控制器與遠(yuǎn)程柜的通訊采用光纖通訊加貝福模塊，能夠保證現(xiàn)場(chǎng)的模擬信號(hào)能過(guò)快速的往來(lái)控制系統(tǒng)，維持控制系統(tǒng)的高效有序進(jìn)行。

1.3 操作室

在各操作室安裝了相應(yīng)的監(jiān)控裝置，主要借助于不同性能的計(jì)算機(jī)操作，具體為彩色監(jiān)視器8臺(tái)，粗軋2臺(tái)，精軋3臺(tái)，卷取2臺(tái)，控制面板7個(gè)，粗軋1個(gè)，精軋3個(gè)，卷取3個(gè)，粗軋?jiān)O(shè)有2個(gè)手柄，精軋?jiān)O(shè)有用于速度調(diào)節(jié)、彎輥調(diào)節(jié)、傾斜調(diào)節(jié)的12個(gè)手柄及4個(gè)快泄按鈕。精軋操作臺(tái)如圖3所示。

圖3 精軋操作臺(tái)

2 X-Pact控制系統(tǒng)的軟件部分

X-Pact控制系統(tǒng)的編程工具為L(zhǎng)ogiCAD5.2，輔助工具包括X-Pro數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，X-Hmi畫(huà)面調(diào)試工具。由于粗軋區(qū)，精軋區(qū)，卷取區(qū)控制系統(tǒng)都為西馬克X-Pact控制系統(tǒng)，控制方式相同，下面以精軋區(qū)X-Pact控制系統(tǒng)為例來(lái)介紹X-Pact控制系統(tǒng)的軟件部分。

2.1 精軋程序塊

精軋區(qū)程序塊如圖4所示。

圖4 精軋區(qū)程序塊

2.2 精軋軋區(qū)軟件架構(gòu)

精軋區(qū)軟件構(gòu)架如圖5所示。

圖5 精軋區(qū)軟件構(gòu)架

2.3 F1控制器具體功能塊說(shuō)明

(1)AGC：自動(dòng)厚度控制；(2)BRB：支承輥平衡；(3)CVC：工作輥竄輥控制；(4)ESC：側(cè)導(dǎo)板控制；(5)HGC：液壓輥縫控制；(6)HWMON：硬件監(jiān)控；(7)LOO：活套控制；(8)MDC；軋機(jī)主傳動(dòng)控制；(9)PDC：過(guò)程數(shù)據(jù)收集；(10)SSEQ：軋機(jī)順序控制；(11)WRB：工作輥彎輥控制。

2.4 FM控制器功能塊說(shuō)明

(1)CSH：飛剪控制；(2)DCI：傳動(dòng)控制；(3)DSGF：除磷控制；(4)DSPR1：除磷入口夾送輥控制；(5)DSPR2：除磷出口夾送輥控制；(6)ESC：F0側(cè)導(dǎo)板控制；(7)FMCC：冷卻水控制；(8)GFC：公用功能控制 ；(9)LOO：F0活套控制；(10)MTR：跟蹤控制；(11)PDC：過(guò)程數(shù)據(jù)收集；(12)PR1：F0夾送輥控制；(13)SAF：安全；(14)SCC1：入口卷筒控制；(15)SCC2：出口卷筒控制；(16)SCM：速度控制；(17)SEQ：順序控制；(18)SESC1：入口卷取爐側(cè)導(dǎo)板控制；(19)SESC2：出口卷取爐側(cè)導(dǎo)板控制；(20)SHESC：剪前側(cè)導(dǎo)板控制；(21)SLOO1：入口卷取爐活套控制；(22)SLOO2：出口卷取爐活套控制；(23)SPR1：爐卷入口夾送輥控制；(24)SPR2：爐卷出口夾送輥控制。

2.5 常用功能

軋機(jī)主控制協(xié)調(diào)速度主控制，軋機(jī)機(jī)架控制器和側(cè)導(dǎo)板的任務(wù)，根據(jù)操作工所選操作模式，以確保所有組件的適當(dāng)相互作用。模式選擇是賦予操作工的主要權(quán)利，以確定自動(dòng)化的執(zhí)行順序。 有關(guān)的功能如下：模式選擇，軋機(jī)組件的狀態(tài)監(jiān)控，SM和FM的帶鋼跟蹤，主輔傳動(dòng)參考值的及時(shí)輸入，輔助功能的及時(shí)觸發(fā)，與軋機(jī)其它設(shè)備的接口。以下主要模式能夠由操作工通過(guò)HMI進(jìn)行選擇：正常停止，換輥，標(biāo)定，軋制，快速停車。 軋機(jī)主控制保證涉及的所有系統(tǒng)采取相同模式?；诎踩紤]以下模式由相應(yīng)硬件連接信號(hào)自動(dòng)觸發(fā)：快速停車，緊急停車。產(chǎn)品質(zhì)量通過(guò)西馬克二級(jí)控制模型設(shè)定合適的彎輥、竄輥、補(bǔ)償?shù)纫员ＷC合適的板型。

3 結(jié)語(yǔ)

“爐卷+連軋”生產(chǎn)模式在國(guó)內(nèi)屬首次，X-Pact控制系統(tǒng)在不銹鋼軋鋼廠使用已三年多，控制器及模塊工作正常，機(jī)組產(chǎn)量、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步提升，板型優(yōu)異。目前已開(kāi)發(fā)出節(jié)鎳奧氏體、馬氏體、鐵素體等多個(gè)系列、多種規(guī)格的不銹鋼鋼帶，還可生產(chǎn)雙相不銹鋼、高級(jí)合金鋼、耐候鋼、耐酸鋼等特殊鋼帶，可廣泛應(yīng)用到石油化工、海洋工程、航空航天、汽車、船舶、醫(yī)藥、食品、水處理以及家電等領(lǐng)域。噸鋼綜合能耗達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)效益最大化。

THE APPLICATION OF SMS X-PACT IN STAINLESS STEEL MILL

Shao Shudong Qi Haiyan Yang Cheng Luan Yiping

(Shandong Taishan Iron and Steel Group Co., Ltd)

Stainless steel STECKEL mill modernization project using SMS, X-pact and with the world's leading digital simulation technology to control plate shape, to reduces the cost improves the quality, enhance the core competitiveness of product. The application of SMS X-Pact system in stainless steel rolling mill, the structure and configuration of X-Pact control system were introduced in detail.

X-Pact control system Steckel mill stainless steel

東，高級(jí)工程師，山東.萊蕪(271100)，山東泰山鋼鐵集團(tuán)有限公司;

2016—7—10